Turnarea corpului supapei este o parte importantă a procesului de fabricație a supapei, iar calitatea turnării supapei determină calitatea supapei.În cele ce urmează sunt prezentate câteva metode de proces de turnare utilizate în mod obișnuit în industria supapelor:
Turnare cu nisip:
Turnarea cu nisip folosită în mod obișnuit în industria supapelor poate fi împărțită în nisip verde, nisip uscat, nisip de sticlă cu apă și nisip auto-întăritor de rășină furanică în funcție de diferiți lianți.
(1) Nisipul verde este un proces de turnare folosind bentonita ca liant.
Caracteristicile sale sunt:matrița de nisip finită nu trebuie să fie uscată sau întărită, matrița de nisip are o anumită rezistență la umezeală, iar miezul de nisip și învelișul matriței au un randament bun, făcând ușor curățarea și scuturarea pieselor turnate.Eficiența producției de turnare este mare, ciclul de producție este scurt, costul materialului este scăzut și este convenabil să organizați producția pe linia de asamblare.
Dezavantajele sale sunt:piesele turnate sunt predispuse la defecte, cum ar fi porii, incluziunile de nisip și aderența nisipului, iar calitatea pieselor turnate, în special calitatea intrinsecă, nu este ideală.
Proporția și tabelul de performanță de nisip verde pentru turnarea din oțel:
(2) Nisipul uscat este un proces de turnare folosind argila ca liant.Adăugarea de puțină bentonită îi poate îmbunătăți rezistența umedă.
Caracteristicile sale sunt:matrița de nisip trebuie să fie uscată, are o bună permeabilitate la aer, nu este predispusă la defecte precum spălarea nisipului, lipirea nisipului și porii, iar calitatea inerentă a turnării este bună.
Dezavantajele sale sunt:necesită echipament de uscare a nisipului și ciclul de producție este lung.
(3) Nisipul de sticlă de apă este un proces de modelare care utilizează sticla de apă ca liant.Caracteristicile sale sunt: sticla de apă are funcția de întărire automată atunci când este expus la CO2 și poate avea diverse avantaje ale metodei de întărire cu gaz pentru modelare și fabricare a miezului, dar există deficiențe precum plierea slabă a carcasei matriței, dificultatea de curățare a nisipului. piese turnate și rata scăzută de regenerare și reciclare a nisipului vechi.
Proporția și tabelul de performanță al nisipului de întărire CO2 din sticlă de apă:
(4) Turnarea cu nisip cu auto-întărire cu rășină furanică este un proces de turnare care utilizează rășina furanică ca liant.Nisipul de turnare se solidifică datorită reacției chimice a liantului sub acțiunea agentului de întărire la temperatura camerei.Caracteristica sa este că matrița de nisip nu trebuie să fie uscată, ceea ce scurtează ciclul de producție și economisește energie.Nisipul de turnare cu rășină este ușor de compactat și are proprietăți bune de dezintegrare.Nisipul turnat al pieselor turnate este ușor de curățat.Piesele turnate au o precizie dimensională ridicată și un finisaj bun al suprafeței, ceea ce poate îmbunătăți foarte mult calitatea piesei turnate.Dezavantajele sale sunt: cerințe de înaltă calitate pentru nisip brut, miros ușor înțepător la locul de producție și costul ridicat al rășinii.
Proporția și procesul de amestecare a amestecului de nisip fără coacere cu rășină furanică:
Procesul de amestecare a nisipului cu auto-întărire cu rășină furan: Cel mai bine este să utilizați un amestecător de nisip continuu pentru a face nisip cu auto-întărire din rășină.Nisipul brut, rășina, agentul de întărire etc. sunt adăugate în secvență și amestecate rapid.Poate fi amestecat și folosit în orice moment.
Ordinea de adăugare a diferitelor materii prime la amestecarea nisipului de rășină este următoarea:
Nisip brut + agent de întărire (soluție apoasă de acid p-toluensulfonic) – (120 ~ 180S) – rășină + silan – (60 ~ 90S) – producție de nisip
(5) Proces de producție tipic de turnare în nisip:
Turnare de precizie:
În ultimii ani, producătorii de supape au acordat din ce în ce mai multă atenție calității aspectului și acurateței dimensionale a pieselor turnate.Deoarece aspectul bun este cerința de bază a pieței, este, de asemenea, reperul de poziționare pentru prima etapă de prelucrare.
Turnarea de precizie folosită în mod obișnuit în industria supapelor este turnarea de investiții, care este introdusă pe scurt după cum urmează:
(1) Două metode de proces de turnare în soluție:
① Folosind material de matriță pe bază de ceară la temperatură joasă (acid stearic + parafină), injecție de ceară la presiune joasă, înveliș de sticlă de apă, deparafinare cu apă fierbinte, proces de topire și turnare atmosferică, utilizat în principal pentru oțel carbon și piese turnate din oțel slab aliat cu cerințe generale de calitate , Precizia dimensională a pieselor turnate poate atinge standardul național CT7 ~ 9.
② Folosind material de matriță pe bază de rășină la temperatură medie, injecție de ceară de înaltă presiune, înveliș de matriță de silice sol, deparafinare cu abur, proces de turnare rapidă în atmosferă sau topire în vid, precizia dimensională a piesei turnate poate ajunge la piese turnate de precizie CT4-6.
(2) Fluxul tipic de proces al turnării de investiții:
(3) Caracteristicile turnării de investiții:
① Turnarea are o precizie dimensională ridicată, suprafață netedă și calitate bună a aspectului.
② Este posibil să turnați piese cu structuri și forme complexe care sunt dificil de prelucrat cu alte procese.
③ Materialele de turnare nu sunt limitate, diverse materiale aliaje, cum ar fi: oțel carbon, oțel inoxidabil, oțel aliat, aliaj de aluminiu, aliaj de temperatură înaltă și metale prețioase, în special materiale aliaje care sunt greu de forjat, sudat și tăiat.
④ Flexibilitate bună de producție și adaptabilitate puternică.Poate fi produs în cantități mari și este, de asemenea, potrivit pentru producția dintr-o singură bucată sau în loturi mici.
⑤ Turnarea cu investiții are, de asemenea, anumite limitări, cum ar fi: fluxul de proces greoi și ciclul de producție lung.Datorită tehnicilor limitate de turnare care pot fi utilizate, capacitatea sa de susținere a presiunii nu poate fi foarte mare atunci când este folosită pentru turnarea pieselor turnate de supape subțiri cu suport de presiune.
Analiza defectelor de turnare
Orice turnare va avea defecte interne, existența acestor defecte va aduce mari pericole ascunse pentru calitatea internă a turnării, iar reparația de sudură pentru eliminarea acestor defecte în procesul de producție va aduce și o mare povară procesului de producție.În special, supapele sunt piese turnate cu înveliș subțire care rezistă la presiune și temperatură, iar compactitatea structurilor lor interne este foarte importantă.Prin urmare, defectele interne ale pieselor turnate devin factorul decisiv care afectează calitatea pieselor turnate.
Defectele interne ale pieselor turnate cu supape includ în principal pori, incluziuni de zgură, porozitate de contracție și fisuri.
(1) Pori:Porii sunt produși de gaz, suprafața porilor este netedă și sunt generați în interiorul sau în apropierea suprafeței turnării, iar formele lor sunt în mare parte rotunde sau alungite.
Principalele surse de gaz care generează pori sunt:
① Azotul și hidrogenul dizolvat în metal sunt conținute în metal în timpul solidificării turnării, formând pereți interiori închisi, circulari sau ovali, cu luciu metalic.
②Umiditatea sau substanțele volatile din materialul de turnare se vor transforma în gaz din cauza încălzirii, formând pori cu pereții interiori maro închis.
③ În timpul procesului de turnare a metalului, din cauza curgerii instabile, aerul este implicat pentru a forma pori.
Metoda de prevenire a defectului stomatic:
① În topire, materii prime din metal ruginit trebuie folosite cât mai puțin posibil sau nu, iar uneltele și oalele trebuie coapte și uscate.
② Turnarea oțelului topit trebuie făcută la temperatură ridicată și turnată la temperatură scăzută, iar oțelul topit trebuie să fie sedat corespunzător pentru a facilita plutirea gazului.
③ Designul procesului de ridicare de turnare ar trebui să mărească capul de presiune al oțelului topit pentru a evita captarea gazului și să creeze o cale artificială a gazului pentru evacuare rezonabilă.
④Materialele de turnare trebuie să controleze conținutul de apă și volumul de gaz, să mărească permeabilitatea aerului, iar matrița de nisip și miezul de nisip trebuie să fie coapte și uscate cât mai mult posibil.
(2) Cavitate de contracție (slăbită):Este o cavitate (cavitate) circulară sau neregulată coerentă sau incoerentă care apare în interiorul turnării (în special la punctul fierbinte), cu o suprafață interioară rugoasă și o culoare mai închisă.Granule grosiere de cristal, mai ales sub formă de dendrite, adunate în unul sau mai multe locuri, predispuse la scurgeri în timpul testului hidraulic.
Motivul pentru cavitatea de contracție (slăbire):contracția de volum are loc atunci când metalul este solidificat de la starea lichidă la starea solidă.Dacă nu există suficientă reaprovizionare cu oțel topit în acest moment, va apărea inevitabil o cavitate de contracție.Cavitatea de contracție a pieselor turnate din oțel este cauzată în principal de controlul necorespunzător al procesului de solidificare secvenţială.Motivele pot include setări incorecte de ridicare, temperatură prea mare de turnare a oțelului topit și contracție mare a metalului.
Metode de prevenire a cavităților de contracție (slăbire):① Proiectați științific sistemul de turnare al pieselor turnate pentru a obține solidificarea secvențială a oțelului topit, iar piesele care se solidifică mai întâi trebuie completate cu oțel topit.②Setați corect și rezonabil colțul, subvenția, fierul rece intern și extern pentru a asigura solidificarea secvențială.③Când oțelul topit este turnat, injecția superioară din coloană este benefică pentru a asigura temperatura și alimentarea oțelului topit și pentru a reduce apariția cavităților de contracție.④ În ceea ce privește viteza de turnare, turnarea la viteză mică este mai favorabilă solidificării secvențiale decât turnarea la viteză mare.⑸Temperatura de turnare nu trebuie să fie prea mare.Oțelul topit este scos din cuptor la temperatură ridicată și turnat după sedare, ceea ce este benefic pentru reducerea cavităților de contracție.
(3) Incluziuni de nisip (zgură):Incluziunile de nisip (zgură), cunoscute în mod obișnuit sub numele de blistere, sunt găuri circulare discontinue sau neregulate care apar în interiorul pieselor turnate.Găurile sunt amestecate cu nisip de turnare sau zgură de oțel, cu dimensiuni neregulate și agregate în ele.Unul sau mai multe locuri, adesea mai multe în partea superioară.
Cauzele includerii de nisip (zgură):Includerea zgurii este cauzată de zgura discretă de oțel care intră în turnare împreună cu oțelul topit în timpul procesului de topire sau turnare.Includerea nisipului este cauzată de etanșeitatea insuficientă a cavității matriței în timpul turnării.Când oțelul topit este turnat în cavitatea matriței, nisipul de turnare este spălat de oțelul topit și intră în interiorul turnării.În plus, funcționarea necorespunzătoare în timpul tăierii și închiderii cutiei și fenomenul de cădere a nisipului sunt, de asemenea, motive pentru includerea nisipului.
Metode de prevenire a incluziunilor de nisip (zgura):① Când oțelul topit este topit, evacuarea și zgura trebuie evacuate cât mai bine posibil.② Încercați să nu întoarceți punga de turnare din oțel topit, ci folosiți un sac de ceainic sau un sac de turnare de jos pentru a împiedica zgura de deasupra oțelului topit să intre în cavitatea de turnare împreună cu oțelul topit.③ Când turnați oțel topit, trebuie luate măsuri pentru a preveni intrarea zgurii în cavitatea matriței împreună cu oțelul topit.④Pentru a reduce posibilitatea includerii nisipului, asigurați-vă etanșeitatea matriței de nisip la modelare, aveți grijă să nu pierdeți nisip la tăiere și curățați cavitatea matriței înainte de a închide cutia.
(4) Fisuri:Majoritatea fisurilor din piese turnate sunt fisuri la cald, cu forme neregulate, patrunzatoare sau nepenetrante, continue sau intermitente, iar metalul de la fisuri este inchis la culoare sau are oxidare la suprafata.
motive pentru fisuri, și anume stresul la temperatură ridicată și deformarea peliculei lichide.
Tensiunea la temperatură ridicată este tensiunea formată de contracția și deformarea oțelului topit la temperaturi ridicate.Când solicitarea depășește limita de rezistență sau deformare plastică a metalului la această temperatură, vor apărea fisuri.Deformarea filmului lichid este formarea unei pelicule lichide între granulele de cristal în timpul procesului de solidificare și cristalizare a oțelului topit.Odată cu progresul solidificării și cristalizării, filmul lichid este deformat.Când cantitatea de deformare și viteza de deformare depășesc o anumită limită, se generează fisuri.Intervalul de temperatură al fisurilor termice este de aproximativ 1200 ~ 1450 ℃.
Factori care afectează fisurile:
① Elementele S și P din oțel sunt factori nocivi pentru fisuri, iar eutecticii lor cu fier reduc rezistența și plasticitatea oțelului turnat la temperaturi ridicate, rezultând fisuri.
② Includerea și segregarea zgurii în oțel măresc concentrația de tensiuni, crescând astfel tendința de fisurare la cald.
③ Cu cât coeficientul de contracție liniar al tipului de oțel este mai mare, cu atât este mai mare tendința de fisurare la cald.
④ Cu cât conductivitatea termică a tipului de oțel este mai mare, cu atât este mai mare tensiunea superficială, cu atât sunt mai bune proprietățile mecanice la temperatură înaltă și tendința de fisurare la cald este mai mică.
⑤ Designul structural al pieselor turnate este slab în fabricație, cum ar fi colțurile rotunjite prea mici, diferența mare de grosime a peretelui și concentrarea severă a tensiunilor, ceea ce va provoca fisuri.
⑥Compactitatea matriței de nisip este prea mare, iar randamentul slab al miezului împiedică contracția turnării și crește tendința de fisurare.
⑦Altele, cum ar fi aranjarea necorespunzătoare a coloanei, răcirea prea rapidă a turnării, stresul excesiv cauzat de tăierea coloanei și tratamentul termic etc. vor afecta, de asemenea, generarea de fisuri.
În funcție de cauzele și factorii de influență ai fisurilor de mai sus, pot fi luate măsuri corespunzătoare pentru a reduce și a evita apariția defectelor de fisurare.
Pe baza analizei de mai sus a cauzelor defectelor de turnare, descoperirea problemelor existente și luarea măsurilor de îmbunătățire corespunzătoare, putem găsi o soluție la defectele de turnare, care să conducă la îmbunătățirea calității turnării.
Ora postării: 31-aug-2023